KR20210157190A - 스컴제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은. 침전조(T)의 수면에 대응하여 스컴 블레이드(30)의 높낮이를 제어함으로써, 스컴 블레이드(30)가 항상 침전조(T)의 수면의 일정 깊이로 위치한 상태로 수면에 부유하는 스컴을 제거할 수 있어, 스컴 제거 효율과 수처리 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 스컴제거장치(100)에 관한 것이다.

Description

스컴제거장치 { An apparatus for removing scum }

본 발명은 수처리용 침전조에 구비되는 스컴제거장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 원통형 스컴 콜렉터가 회전하여 침전조의 수면의 높이에 대응함으로써, 상기 침전조의 수면상으로 부상하는 스컴을 효율적으로 포집하여 외부로 배출이 가능한 스컴제거장치에 관한 것이다

산업발달 및 생활수준의 향상으로 수원 및 하천의 오염이 심각해짐에 따라 상하수처리 시설, 정수장, 침전지 등에서의 수처리가 복잡하고 고도화됨에 따라 많은 비용이 소모되고 있으며, 특히 상하수, 정수 처리시설 등에서의 스컴(scum)의 발생은 유기물 및 유기물 형태의 부유고형물(Suspended Solid, 이하 SS)의 농도를 상승시키게 되며, 추가적인 비용이 발생하게 된다.

상기 스컴은 수처리시 수면 위에 생기는 부유물을 말하며, 수중의 이물질이 표면으로 부상되어 이루어진 막으로 정의할 수 있다. 특히 비중이 작은 수중 부유물이나 응집이 미처 진행되지 않는 플록(Floc)이나 식물의 씨앗 등의 여러 가지 요인에 의해 발생된 거품이 후처리 공정인 총인설비 및 여과설비의 과부하 등의 문제를 일으키게 된다.

또한 이러한 스컴이 제거되지 않을 때는 처리된 유출수에 높은 부유고형물의 농도와 생화학적 산소 요구량(Biochemical Oxygen Demand, BOD)를 유발시켜 하수처리공정에 문제를 일으키게 된다.

이러한 스컴의 제거방법은 물리적 또는 화학적 방법 등이 있고, 여러가지 방법들이 제안되어 있다.

스컴제거장치와 관련하여 종래기술을 살펴보면, 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0043945호(2017년 04월 24일)에는 침전조 상부를 가로지르는 레일, 상기 레일을 따라 이동하는 스크래퍼 드라이버, 상기 스크래퍼 드라이버에 승하강 로드로 체결되어 침전조의 수면의 수직으로 승하강하는 블레이드, 유입구가 개구되어 구비되며 침전조 일측에 설치되어 상기 블레이드가 밀어온 스컴을 수집하여 침전조 외부로 배출하는 스컴수집장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 스컴 제거장치가 제시되어 있고, 대한민국 등록특허공보 제10-1566316호(2015년 11월 05일)에는 수조내에 고정되는 고정부재; 수조의 수면에 부유하는 스컴을 포집하도록 회전되는 하나 이상의 날개와, 상기 날개에서 포집된 스컴을 배출시키는 호퍼를 구비하는 날개부재; 및 상기 고정부재와 승하강 가능하도록 연결되어 상기 날개부재를 승하강시키는 승강부재를 포함하는 수처리시스템의 스컴제거장치가 제시되어 있다.

상기와 같은 종래기술에 따른 스컴제거장치는 상기 스컴을 집수통에 수집한 후, 외부로 배출 처리하며, 이때 스컴을 수집하게 되는 집수통은 침전조의 수면위에 고정 설치되어 수위에 따라 적절하게 대응하기 곤란하고, 이에 따라 수면 위에 분포하는 스컴의 포집이 완벽하지 못한 문제점이 있었다. 즉, 종래기술에 따른 스컴제거장치는 스컴의 포집부의 높낮이가 자유롭게 조절되지 못하므로 침전조의 수위변동에 유동성 있게 대응하지 못하게 되어, 많은 양의 물이 스컴과 함께 배출되거나, 또는 스컴의 제거가 용이하지 않게 되는 문제점을 갖는다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 침전조(T)의 수면의 높이에 대응하여 원통형 스컴 콜렉터(10)의 일측에 구비되는 스컴 블레이드(30)의 높낮이를 제어함으로써, 수면에 부유하는 스컴을 완벽하게 포집한 후, 스컴박스(40)로 유입시켜 제거할 수 있는 스컴제거장치(100)를 제공하기 위한 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 스컴제거장치(100)는, 침전조(T)의 수면에 구비되어 스컴(S)을 포집하되, 일측에 장방형으로 개구부(12)가 구비되는 원통형 스컴 콜렉터(10); 상기 침전조(T)의 수면에 형성된 스컴(S)을 상기 원통형 스컴 콜렉터(10) 방향으로 가이드하도록 바람을 송풍하는 송풍장치(20); 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)의 개구부(12)의 하부 일측에 구비되는 스컴 블레이드(30); 및 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)의 일측과 연통되어 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)로부터 이동되는 스컴(S)이 포집되어 배출되는 스컴박스(40);를 포함하고, 상기 스컴 블레이드(30)의 양측에는 수직으로 형성되는 차단부(35)가 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 스컴박스(40)의 하부 일측에는 스컴(S)을 배출하기 위한 펌프(48) 및 상기 펌프(48)와 연통되는 스컴 배출관(42)이 구비되고, 상기 스컴박스(40)의 하부는 스컴(S)을 자연배출할 수 있도록 역삼각형으로 경사지도록 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명에 따른 스컴제거장치(100)는, 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)를 회전이 가능하도록 구동하는 구동부(52); 침전조(T)의 수면을 측정하는 수위센서(55); 및 상기 수위센서(55)가 측정한 수면을 기준으로 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)를 회전시켜 스컴 블레이드(30)의 상단부가 침전조(T)의 수면보다 낮게 위치하도록 상기 구동부(52)를 제어하는 제어부(50);를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 스컴제거장치(100)는, 침전조(T)의 수위와 연동되어 스컴 블레이드(30)가 상승 또는 하강함으로써, 침전조(T)의 수위와 상관없이 항상 우수한 스컴 제거 효율을 제공할 수 있어 수처리 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 침전조(T)의 수위에 연동하여 스컴을 포집하는 원통형 스컴 콜렉터(10)를 회전하여 스컴 블레이드(30)를 상승 또는 하강시킴으로써, 스컴의 포집시에 소요되는 처리수의 손실을 최대한 억제할 수 있고, 이와 함께 유지 보수에 소요되는 비용과 인건비를 크게 절감할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 스컴제거장치(100)의 상부 평면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 스컴제거장치(100)에 구비되는 원통형 스컴 콜렉터(10)의 사시도이고,
도 3은 본 발명에 따른 스컴제거장치(100)의 작동하는 상태를 나타내는 작동도이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스컴제거장치(100)에 구비되는 스컴박스(40)의 단면도이고,
도 5는 본 발명에 따른 스컴제거장치(100)의 원통형 스컴 콜렉터(10)의 작동하는 상태를 나타낸 작동도이며,
도 6은 본 발명에 따른 스컴제거장치(100)의 블록구성도이며,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 스컴제거장치(100)의 구성도이며,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스컴제거장치(100)의 구성도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.

이하, 본 발명에 따른 스컴제거장치(100)에 대하여 첨부된 도면에 의거하여 구체적으로 설명하기로 한다. 본 발명에 첨부된 도 1은 본 발명에 따른 스컴제거장치(100)의 상부 평면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 스컴제거장치(100)에 구비되는 원통형 스컴 콜렉터(10)의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 스컴제거장치(100)의 작동하는 상태를 나타내는 작동도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스컴제거장치(100)에 구비되는 스컴박스(40)의 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 스컴제거장치(100)의 원통형 스컴 콜렉터(10)의 작동하는 상태를 나타낸 작동도이며, 도 6은 본 발명에 따른 스컴제거장치(100)의 블록구성도이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 스컴제거장치(100)의 구성도이며, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스컴제거장치(100)의 구성도이다.

본 발명에 따른 스컴제거장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 침전조(T)의 수면에 구비되어 스컴(S)을 포집하되, 일측에 장방형으로 개구부(12)가 구비되는 원통형 스컴 콜렉터(10); 상기 침전조(T)의 수면에 형성된 스컴(S)을 상기 원통형 스컴 콜렉터(10) 방향으로 가이드하는 송풍장치(20); 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)의 개구부(12)의 하부 일측에 구비되는 스컴 블레이드(30); 및 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)의 일측과 연통되어 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)로부터 이동되는 스컴(S)이 포집되어 배출되는 스컴박스(40);를 포함하는 것이 바람직하다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 스컴제거장치(100)는 침전조(T)의 수면으로 부상하는 스컴(S)을 포집하기 위하여 원통형 스컴 콜렉터(10)를 구비하게 된다. 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)는 침전조(T)의 수면에 설치되어 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)의 개구부(12)의 하부 일측에 구비되는 스컴 블레이드(30)에 의해 침전조(T)의 수면에 형성되는 스컴(S)을 포집하여 스컴박스(40)로 배출하는 역할을 한다.

이때 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)는 스컴(S)이 형성되어 있는 침전조(T)의 표면으로부터 스컴(S)을 포집하기 위하여 도 2와 같이 일측에 장방형의 개구부(12)가 형성된다.

또한 상기 개구부(12)의 하부에는 스컴(S)을 가이드하여 상기 스컴(S)을 원통형 스컴 콜렉터(10)의 내부로 유입하기 위한 스컴 블레이드(30)가 구비된다.

상기 원통형 스컴 콜렉터(10)는 침전조(T)의 표면에 부유하는 스컴(S)을 포집하여 침전조(T)의 수면 하부에 구비되는 스컴박스(40)로 배출하는 역할을 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 장방형의 개구부(12)의 하부에는 침전조(T)의 표면으로부터 스컴(S)의 포집을 원활하게 하기 위하여 스컴 블레이드(30)가 구비된다.

이때 상기 스컴(S)은 침전조(T)의 표면에 위치하는 상등수와 함께 상기 스컴 블레이드(30)를 타고 원통형 스컴 콜렉터(10)의 내부로 유입되게 된다.

통상적으로 상등수는 침전조(T)에서 하수로부터 오니가 침전된 후에 상층부에 형성되는 비교적 깨끗한 물로서, 이는 방류가 가능한 깨끗한 하수를 가리킨다.

상기 스컴 블레이드(30)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)의 일측에 형성되는 개구부(12)의 하단부에 돌출되도록 구비될 수 있다. 이때 상기 스컴 블레이드(30)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상부로 경사지도록 위치됨으로써, 송풍장치(20)에 의해 유동되는 스컴(S)이 상기 개구부(12)를 통한 유입이 원활하게 된다.

또한, 상기 스컴(S)을 원통형 스컴 콜렉터(10)의 내부로의 유입을 원활하게 하고, 상등수의 유입을 차단하기 위하여, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 스컴 블레이드(30)의 양측에는 차단부(35)가 수직으로 구비되는 것이 바람직하다. 상기 차단부(35)는 스컴 블레이드(30)에 의해 유입되는 스컴(S)을 원활하게 원통형 스컴 콜렉터(10)의 내부로 유입하고, 또한 침전조(T)로부터 스컴 블레이드(30)의 양측으로 유입되는 상등수를 차단하게 된다.

상기와 같이, 스컴 블레이드(30)의 양측으로 상등수의 유입을 차단하기 위하여 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 차단부(35)는 스컴 블레이드(30)의 양측에 수직으로 구비된다. 이때 상기 차단부(35)는 개구부(12)를 향해 상부로 경사지는 형상으로 구비되는 것이 바람직하다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 수면을 향해 상부로 경사지도록 위치되는 스컴 블레이드(30)에 구비되어, 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)의 내부로 스컴(S)을 원활하게 포집하면서 상등수의 유입을 차단하기 위하여 상기 차단부(35)는 스컴 블레이드(30)의 양측에 수직으로 구비되되, 상기 개구부(12)의 방향으로 점차로 그 높이가 증가되도록 상부로 경사지는 형상으로 구비되는 것이 바람직하다.

상기 차단부(35)에 의해 상등수의 유입을 차단함으로써, 스컴(S)과 함께 배출되는 상등수의 양을 줄일 수 있게 된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 스컴 블레이드(30)는 침전조(T)의 수면에 위치되어 스컴(S)을 포집하게 된다. 즉, 상기 스컴 블레이드(30)의 일측은 개구부(12)의 하단부에 구비되고, 또한 상기 스컴 블레이드(30)의 타측은 상기 개구부(12)의 하단부로부터 상부로 경사지도록 구비되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 상기 스컴 블레이드(30)의 타측이 상기 개구부(12)의 하단부로부터 상부로 경사지도록 구비됨으로써, 상기 스컴 블레이드(30)로 유입된 스컴(S)과 상등수는 중력에 의해 상기 스컴 블레이드(30)를 타고 흘러서 원통형 스컴 콜렉터(10)의 내부로 용이하게 유입될 수 있다.

이를 자세히 살펴보면, 도 3에 도시된 바와 같이, 침전조(T)의 수면이 스컴 블레이드(30)와 차단부(35)의 경계면에 위치되도록 제어하는 경우에 침전조(T)의 표면에 형성된 스컴(S)의 포집이 용이하고, 또한 상등수와 함께 스컴 블레이드(30)를 타고 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)의 내부로의 유입이 원활하게 된다.

이에 따라 침전조(T)의 수면에 부유하는 스컴(S)을 완전하게 포집이 가능하며, 또한 스컴(S)과 함께 큰방울의 거품(묽은 거품)이나 진한 스컴성 거품에 대하여 모두 효과적으로 제거가 가능하게 된다.

즉, 본 발명에 따르면, 상기 침전조(T)의 수면이 상기 스컴 블레이드(30)와 차단부(35)의 경계면에 위치되도록 제어함으로써, 송풍장치(20)가 침전조(T)의 상부 액면으로 바람을 송풍하게 되면, 수면에 분포하는 스컴(S)은 침전조(T)의 표면을 따라 원통형 스컴 콜렉터(10)의 방향으로 이동하게 된다. 이때 상기 스컴 블레이드(30)가 유동되는 스컴(S)을 원통형 스컴 콜렉터(10)의 개구부(12)로 스컴(S)을 가이드함으로써, 상기 스컴(S)을 용이하게 포집할 수 있게 된다.

상기와 같이 구성된 스컴 블레이드(30)는 침전조(T)의 표면에 형성된 스컴(S)을 원통형 스컴 콜렉터(10)의 개구부(12)로 가이드함으로써, 상기 스컴(S)이 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)의 내주면을 따라 흘러 내려 이후에 설명하게 되는 스컴박스(40)로 배출되게 된다.

본 발명에 따르면, 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)와 스컴 블레이드(30) 및 차단부(35)는 스컴(S)을 포집하기 위하여 수중에 위치하거나, 또는 상등수와 지속적으로 접촉하게 되므로 스테인리스(stainless) 계열의 금속 또는 섬유강화플라스틱(Fiber reinforced plastic, FRP) 등의 내식성과 강도가 확보된 재질로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 스컴제거장치(100)는 침전조(T)의 표면에 형성되는 스컴(S)을 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)로 보내기 위한 송풍장치(20)를 별도로 구비할 수 있다.,

이때 상기 송풍장치(20)는 바람직하게는, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)의 전면 일측에 설치됨으로써, 상기 침전조(T)의 표면에 형성된 스컴(S)이 상기 송풍장치(20)에서 발생하는 바람에 의해 원통형 스컴 콜렉터(10) 측으로 이동하도록 침전조(T)의 상부 액면을 향해 바람을 송풍하게 된다.

상기와 같이, 송풍장치(20)가 침전조(T)의 상부 액면을 향해 송풍하게 되면, 침전조(T) 표면의 스컴(S)이 수면을 따라 이동하게 된다. 이에 따라 상기 스컴(S)이 원통형 스컴 콜렉터(10)의 방향으로 유동함으로써, 스컴 제거효율을 현저하게 높일 수 있게 된다.

본 발명에서 상기 송풍장치(20)는 침전조(T)의 일측에 구비되어 바람을 송풍함으로써 스컴(S)을 원통형 스컴 콜렉터(10)가 위치하는 방향으로 이송하기 위한 구성으로써, 압축공기 분사장치 또는 팬(fan) 등을 이용할 수 있다.

특히 상기 송풍장치(20)는 팬(fan)으로 설치하는 것이 바람직하며, 이는 송풍을 위한 구조가 매우 간단하기 때문에 설치를 위한 비용도 적게 들어갈 뿐만 아니라 고장도 적어서 유지 관리도 매우 편리한 장점을 갖기 때문이다.

물론, 이러한 송풍장치(20)는, 이후에 설명하게 되는 제어부(50)로부터 분사되는 바람의 세기 및 바람이 분사되는 방향 등을 적절하게 제어하여 사용할 수 있다. 더불어, 이러한 송풍장치(20)는 침전조(T)의 일측에 고정된 상태를 가지거나, 또는 침전조(T)의 전, 후로 이동이 가능한 구조를 가지도록 구비되는 것도 가능하다.

본 발명의 스컴제거장치(100)는 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 원통형 스컴 콜렉터(10)의 일측과 연통되어 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)로부터 이동되는 스컴(S)이 수집되어 배출되는 스컴박스(40)를 구비하게 된다.

본 발명에 있어, 상기 스컴박스(40)는 침전조(T) 내부에서 수면하부에 위치하되, 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)의 일측과 연통되도록 구비되는 것이 바람직하다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 스컴박스(40)의 일측에 관통공이 형성되고, 상기 관통공에는 원통형 스컴 콜렉터(10)가 회전가능하도록 장착된다.

또한, 상기 스컴박스(40)는 침전조(T)의 수면보다 낮은 위치에 설치하여 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)로부터 유입된 스컴(S)이 용이하게 배출될 수 있도록 하는 것이 바람직하며, 상기 스컴박스(40)의 형상은 사각형, 원형 또는 기타 형상으로도 가능하다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 스컴박스(40)의 형상은 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 원통형 스컴 콜렉터(10)에 의해 유동되어 이송된 스컴(S)을 중력에 의해 자연배출할 수 있도록 그 하부가 역삼각형으로 경사지도록 구배를 두어 스컴(S)이 스컴 배출관(42)으로 중력에 의해 원활하게 배출될 수 있는 구조로 형성될 수 있다.

즉, 상기 스컴 배출관(42)은 침전조(T)의 수면보다 하부에 위치하는 것이 바람직하고, 상기와 같이 스컴 배출관(42)이 침전조(T)의 수면보다 하부에 위치함으로써, 중력에 의해 스컴(S)의 배출이 원활하게 될 수 있다.

또한 상기 스컴박스(40)는 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 그 내부에 펌프(48)를 설치하여 스컴 배출관(42)과 연결하여 동력에 의해 스컴(S)의 배출이 용이하도록 하는 것도 가능하다.

그리고, 상기 스컴박스(40)의 하부에 구비되어 포집된 스컴(S)을 배출하는 스컵 배출관(42)의 일측에는 차단밸브(44)가 구비되어, 사용자가 조작을 통해 상기 스컴(S)의 배출을 용이하게 제어할 수 있게 된다.

즉, 작업자는 스컴박스(40)에 포집된 스컴(S)을 일정 시간 포집한 후, 스컴박스(40) 내부에 포집된 스컴(S)의 일정 양이 되면, 상기 펌프(48) 또는 차단밸브(44)를 가동하여 포집된 스컴(S)을 배출하는 것도 가능하다.

이를 자세하게 살펴보면, 작업자는 수동으로 펌프(48)의 가동을 중단하고 차단밸브(44)를 차단함으로써, 상기 스컴박스(40)에 유동되는 스컴(S)을 포집하게 된다. 일정시간이 경과하여 상기 스컴박스(40)에 스컴(S)이 일정양이 포집된 후에 작업자는 펌프(48)를 가동함과 동시에 차단밸브(44)를 개방함으로써, 상기 스컴박스(40)에 포집된 스컴(S)을 스컴 배출관(42)로 배출하는 것이 가능하다. 또한 작업자는 상기 펌프(48)와 차단밸브(44)를 소정의 시간이 되면 자동으로 작동하여 스컴(S)을 배출할 수 있도록 타이머를 이용하여 작동시간을 설정해 놓으면, 그 시간이 되어 타이머가 동작하여 상기 펌프(48)와 차단밸브(44)를 자동으로 제어하는 것도 가능하다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 본 발명의 스컴제거장치(100)는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)와 송풍장치(20) 및 상기 스컴박스(40)에 구비되는 펌프(48)와 차단밸브(44)를 구동하는 구동부(52)와, 침전조(T)의 수면을 측정하는 수위센서(55) 및 상기 구동부(52)를 제어하는 제어부(50);를 추가로 포함할 수 있다.

이때 상기 제어부(50)는 원통형 스컴 콜렉터(10)와 송풍장치(20) 및 상기 스컴박스(40)에 구비되는 펌프(48)와 차단밸브(44)를 제어하기 위한 제어신호를 생성하여 송신하고, 상기 구동부(52)는 상기 제어신호를 수신함으로써, 원통형 스컴 콜렉터(10)와 송풍장치(20) 및 상기 펌프(48)와 차단밸브(44)를 제어하게 된다.

즉, 상시 구동부(52)는 상기 송풍장치(20)의 작동 및 바람의 세기를 제어하고, 상기 수위센서(55)가 측정한 수면을 기준으로 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)를 정회전 또는 역회전하도록 제어하고, 또한 스컴박스(40)의 일측에 구비되는 펌프(48)와 차단밸브(44)를 제어하게 된다.

이를 자세히 살펴보면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 수위센서(55)는 침전조(T)의 수위를 간헐적 또는 연속적으로 모니터링하고, 그 측정결과를 제어부(50)로 송신하게 된다. 이를 위하여 상기 수위센서(55)는 침전조(T)의 적절한 위치에 구비될 수 있다.

상기 수위센서(55)는, 크게 비접촉식과 접촉식으로 나누어 지는데, 상기 접촉식 수위센서(55)는 유체의 부력과 리드 스위치를 이용하는 방법 또는 전기저항값을 이용하는 방법 등을 사용하여 수위를 측정하게 된다. 상기 접촉식 수위센서(55)는 침전조(T) 내의 수면이 불규칙하게 출렁이거나 요동치는 특성상 수위 검출 값이 정확하지 않아 순차적으로 연동하는 기기의 오작동의 원인이 될 수 있다. 이와 같은 이유로, 접촉식 수위센서(55)는 정밀도가 떨어지며 설치 및 고장시 정비가 불편한 문제점을 갖는다.

또한 비접촉식 수위센서(55)는, 액체와 직접적으로 접촉하지 않고 수위를 측정하는 센서로서, 측정방식에 따라 레이더 방식, 레이저 방식, 로드셀(load cell) 방식, 뉴클리어 (nuclear) 방식, 초음파(ultrasonic) 방식 등으로 나뉘어 진다.

상기 비접촉식 수위센서(55)는 설치가 간편하고 보다 정밀한 측정이 가능하다는 장점을 갖는다. 따라서 본 발명에서 상기 수위센서(55)는 침전조(T)의 수면과 직접 접촉하지 않고 수위를 측정할 수 있는 초음파 수위센서(55)가 가장 바람직하다.

상기 초음파 수위센서(55)는 초음파가 공기 중을 통과하여 측정하고자 하는 물체의 표면에 반사되어 되돌아오는 시간과 속도를 이용하여, 센서에서부터 침전조(T)의 바닥면까지의 거리와 센서에서부터 물체 표면까지의 거리의 차이를 계산함으로써 최종적으로 수위를 측정하게 된다.

본 발명에 따르면, 상기 초음파 수위센서(55)는 20 kHz 이상의 주파수 대역을 갖는 것이 바람직하다.

즉, 상기와 같은 주파수대역을 사용하게 되면, 초음파의 분해능이 높고 정밀도가 높은 계측을 할수 있게 된다. 또한 보상 회로 갖춤으로 센서 출력의 온도 영향을 제거하여 오차의 발생이 적은 장점을 갖는다.

또한 본 발명의 스컴제거장치(100)는 상기 수위센서(55)가 측정하여 송신하는 침전조(T)의 수위에 관한 전기적 신호를 수신하여 이로부터 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)와 송풍장치(20) 및 상기 스컴박스(40)에 구비되는 펌프(48)와 차단밸브(44)를 제어하기 위한 제어신호를 생성하여 구동부(52)로 송신하는 제어부(50)를 포함한다. 상기 제어부(50)는 제어신호를 생성하여 구동부(52)를 통해 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)를 제어함으로써, 원통형 스컴 콜렉터(10)가 도 5와 같이 정회전 또는 역회전하여 스컴 블레이드(30)의 상단부가 침전조(T)의 수면보다 5 ~ 10 mm 정도 낮게 위치하도록 상기 구동부(52)를 제어하게 된다.

상기 제어부(50)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 수위센서(55)에서 측정한 수위로부터 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)의 회전방향과 회전각도를 계산하여 구동부(52)를 제어함으로써 상기 스컴 블레이드(30)를 침전조(T)의 수면에 위치하도록 제어하게 된다.

즉, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 침전조(T)의 수면의 높이 즉, 수위가 상기 스컴 블레이드(30)보다 높은 경우에는 상기 제어부(50)로부터 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)를 시계방향으로 회전하기 위한 전기적 신호가 송신되고, 이를 수신한 구동부(52)가 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)를 시계방향으로 회전하도록 제어한다.

상기와 같이 원통형 스컴 콜렉터(10)가 시계방향으로 회전함으로써, 상기 스컴 블레이드(30)가 상승하여 상기 침전조(T)의 수면이 상기 스컴 블레이드(30)와 차단부(35)의 경계면에 위치하도록 제어하게 된다.

반대로 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 침전조(T)의 수면의 높이 즉, 수위가 상기 스컴 블레이드(30)보다 낮은 경우에는 상기 제어부(50)로부터 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)를 반시계방향으로 회전하기 위한 전기적 신호가 송신되고, 이를 수신한 구동부(52)가 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)를 반시계방향으로 회전하도록 제어하게 된다. 상기와 같이 원통형 스컴 콜렉터(10)가 반시계방향으로 회전함으로써, 상기 스컴 블레이드(30)의 상단부가 하강하여 상기 스컴 블레이드(30)가 상승하여 상기 침전조(T)의 수면이 상기 스컴 블레이드(30)와 차단부(35)의 경계면에 위치하도록 제어하게 된다.

이와 같이 상기 제어부(50)는 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)에 정역방향의 회전력을 부여하도록 전기적 신호를 구동부(52)에 송신함으로써, 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)의 회전을 제어하게 된다.

또한, 상기 구동부(52)는 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)를 시계방향으로 회전 또는 반시계방향으로 회전 시킴으로써, 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)의 일측에 구비되는 스컴 블레이드(30)의 위치를 침전조(T)의 수면과 적절하게 유지되도록 제어하게 된다.

본 발명에 따르면, 상기 제어부(50)는 도 6에 도시된 바와 같이, 송풍장치(20)를 제어하는 전기적 신호를 송신하는 기능을 갖는다. 즉, 상기 제어부(50)는 스컴(S)을 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)의 방향으로 유동시키기 위한 송풍장치(20)를 제어하며, 이에 따라 상기 송풍장치(20)의 가동, 송풍력 및 송풍방향 등을 함께 제어하게 된다.

또한 상기 제어부(50)는 스컴박스(40)의 일측에 구비되는 펌프(48)와 차단밸브(44)를 제어하는 전기적 신호를 송신하는 기능을 추가로 갖는 것이 바람직하다.

이때 상기 제어부(50)는 구동부(52)의 제어시 자동제어 또는 원격제어가 가능하도록 구비될 수 있다.

위에서 살핀 구동부(52)는 도 7에 도시된 바와 같이 침전조(T)의 일측에 구비되는 스컴박스(40)의 일측에 구비될 수 있다. 특히 구동부(52)는 상기 스컴박스(40)의 일측에 구비되어 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)와 연결되어 이를 제어하여 시계방향으로 회전 또는 반시계방향으로 회전시킴으로써, 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)의 일측에 구비되는 스컴 블레이드(30)와 차단부(35)의 경계면이 침전조(T)의 수면에 위치하도록 제어하게 된다.

이를 상세하게 살펴보면, 도 7은 본 발명에 따른 원통형 스컴 콜렉터(10)를 구동하기 위한 기어모터(21)를 이용한 구동부(52)를 개념적으로 도시한 것이다. 즉, 도 7에 도시된 실시예에 따른 기어모터(21)를 이용한 구동부(52)는 전력을 공급받아 회전력을 출력하는 기어모터(21)와, 상기 기어모터(21)의 출력의 회전을 감속시키는 감속기(22)와, 상기 감속기(22)로부터 출력된 회전력을 원통형 스컴 콜렉터(10)로 전달하도록 상기 감속기(22)와 원통형 스컴 콜렉터(10) 사이를 연결하는 동력전달수단(25)을 포함하여 구성될 수 있다.

이때 상기 동력전달수단(25)으로는 체인 커플러, 스프로킷, 체인, 또는 캠 등이 적용가능하다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 구동부(52)는 도 8에 도시된 바와 같이, 침전조(T)의 상부에 구비되는 워크웨이(walkway, 70)의 일측에 구비되는 것도 가능하다. 상기 워크웨이(70)는 보행자용 통로로서, 침전조(T)의 상부에 철골 구조 등으로 형성될 수 있다. 즉, 침전조(T)에 구비되는 워크웨이(70)의 일측에 구동부(52)를 설치할 수 있는 설치공(75)을 형성한 후, 상기 설치공(75)에 기어모터(21)와 감속기(22) 등을 설치함으로서 구동부(52)를 설치할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 스컴제거장치(100)에는 상기 스컴(S)을 포집하여 제거하는 일련의 과정을 작업자에게 제공하는 디스플레이부(미도시)를 추가로 포함할 수 있다. 즉, 상기 제어부(50)는 상기 디스플레이부를 통해 본 발명의 스컴제거장치(100)에서 수행하고 있는 공정을 디스플레이함으로써, 작업자가 공정의 진행단계를 용이하게 파악할 수 있게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 스컴제거장치(100)의 동작에 대해 설명한다.

침전조(T)의 수면위로 부유하는 스컴(S)을 제거하기 위하여 먼저 수위센서(55)에 의해 침전조(T)의 수위를 측정하게 된다. 상기와 같이 수위센서(55)를 이용하여 상기 침전조(T)의 수위가 측정되면, 상기 수위센서(55)는 측정된 침전조(T)의 수위에 대한 전기적 신호를 제어부(50)로 전송하게 된다.

상기와 같이 침전조(T)의 수위에 대한 전기적 신호를 수위센서(55)로부터 수신한 제어부(50)는 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)의 일측에 구비되는 스컴 블레이드(30)의 높이와 상기 침전조(T)의 수위를 대비하여 상기 스컴 블레이드(30)이 적정 높이를 산출하게 된다.

즉, 상기 제어부(50)에서는 상기와 같이 산출된 스컴 블레이드(30)의 적정 높이로부터 원통형 스컴 콜렉터(10)의 회전방향 및 회전정도를 산출하게 된다. 상기와 같이 산출된 원통형 스컴 블레이드(10)에 대한 회전정보를 전기적 신호로 바꾸어 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)를 회전하도록 구동부(52)에 구동 신호를 전송하게 된다.

상기와 같이 제어부(50)에서 산출된 원통형 스컴 콜렉터(10)에 대한 회전정보를 구동부(52)로 전송함으로써, 상기 구동부(52)가 원통형 스컴 콜렉터(10)의 회전을 제어하게 된다.

상기와 같이 원통형 스컴 콜렉터(10)에 대한 구동 신호를 송신한 구동부(52)는 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)를 시계방향으로 회전 또는 반시계방향으로 회전함으로써, 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)의 일측에 구비되는 스컴 블레이드(30)의 높이를 상기 침전조(T)의 수면으로부터 적절하게 제어하게 된다.

즉, 상기 구동부(52)는 침전조(T)의 수면이 스컴 블레이드(30)와 차단부(35)의 경계면에 위치하도록 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)를 시계방향으로 회전 또는 반시계방향으로 회전하게 된다.

이와 같이 스컴 블레이드(30)와 차단부(35)의 경계면에 침전조(T)의 수면이 위치하게 됨으로써, 상기 침전조(T)의 수면에 부유하는 스컴(S)을 상등수와 함께 원통형 스컴 콜렉터(10)의 내부로 이송하게 된다.

침전조(T)의 수면이 스컴 블레이드(30)와 차단부(35)의 경계면과 높이가 일치하는 경우에 침전조(T)의 표면에 형성된 스컴(S)이 상등수와 함께 스컴 블레이드(30)를 타고 중력에 의해 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)의 내부로의 유입이 원활하게 된다.

이때 상기 제어부(50)는 송풍장치(20)에 관한 제어신호를 함께 송신할 수 있다. 즉, 상기 제어부(50)는 침전조(T)의 일측에 구비되는 송풍장치(20)에 의해 침전조(T) 표면의 스컴(S)이 원통형 스컴 콜렉터(10) 방향으로 모이도록 한쪽 방향으로 바람을 송풍해 주도록 전기적 신호를 구동부(52)에 송신하게 된다.

상기와 같이 송풍장치(20)에 대한 전기적 신호는 상기 송풍장치(20)의 작동과 바람의 세기 및 방향을 포함하며, 상기 구동부(52)는 상기와 같은 전기적 신호를 수신하여 상기 송풍장치(20)로부터 상기 원통형 스컴 콜렉터(10) 방향으로 바람을 불어줌으로써 상기 스컴(S)을 원통형 스컴 콜렉터(10) 방향으로 유동시키게 된다.

상기와 같이 원통형 스컴 콜렉터(10)의 방향으로 유동된 스컴(S)은 상등수와 함께 상기 스컴 블레이드(30)에 의해 가이드되어 중력에 의해 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)의 내부로 이송되게 된다.

상기와 같이 원통형 스컴 콜렉터(10)의 내부로 이송된 스컴(S)을 포함하는 상등수는 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)의 일측에 구비되는 스컴박스(40)로 이송된다.

상기와 같이 스컴박스(40)로 이송된 스컴(S)은 자연배출 또는 펌프(48)의 구동력에 의해 스컴 배출관(42)을 통해 침전조(T) 외부로 배출된다.

본 발명에 따르면, 상기 제어부(50)는 스컴박스(40)의 일측에 구비되는 펌프(48)와 차단밸브(44)를 자동제어 또는 원격제어가 가능하도록 구비될 수 있다. 또한, 타이머를 이용하여 상기 펌프(48)와 차단밸브(44)의 작동시간을 설정하여 자동으로 제어하는 것도 가능하다.

본 발명의 스컴제거장치(100)는 상기와 같이 침전조(T)의 수면에 대응하여 원통형 스컴 콜렉터(10)의 일측에 구비되는 스컴 블레이드(30)를 적절한 위치에 조절함으로써, 스컴 블레이드(30)가 항상 수면 하부의 일정한 위치에서 작동할 수 있게 된다. 이에 따라 항상 우수한 스컴 제거 효율을 제공할 수 있고, 수처리 효율을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

S : 스컴
T : 침전조
10 : 원통형 스컴 콜렉터
20 : 송풍장치
30 : 스컴 블레이드
40 : 스컴박스
50 : 제어부
52 : 구동부
55 : 수위센서
100 : 스컴제거장치

Claims (5)

1. 침전조(T)의 수면에 구비되어 스컴(S)을 포집하되, 일측에 장방형으로 개구부(12)가 구비되는 원통형 스컴 콜렉터(10);
   상기 침전조(T)의 수면에 형성된 스컴(S)을 상기 원통형 스컴 콜렉터(10) 방향으로 가이드하도록 바람을 송풍하는 송풍장치(20);
   상기 원통형 스컴 콜렉터(10)의 개구부(12)의 하부 일측에 구비되는 스컴 블레이드(30); 및
   상기 원통형 스컴 콜렉터(10)의 일측과 연통되어 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)로부터 이동되는 스컴(S)이 포집되어 배출되는 스컴박스(40);를 포함하는 스컴제거장치(100).
   
2. 청구항 1에 있어서
   상기 스컴 블레이드(30)의 양측에는 수직으로 형성되는 차단부(35)가 구비되는 것을 특징으로 하는 스컴제거장치(100).
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 스컴박스(40)의 하부 일측에는 스컴(S)을 배출하기 위한 펌프(48) 및 상기 펌프(48)와 연통되는 스컴 배출관(42)이 구비되는 것을 특징으로 하는 스컴제거장치(100)
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 스컴박스(40)의 하부는 스컴(S)을 자연배출할 수 있도록 역삼각형으로 경사지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스컴제거장치(100)
   
5. 청구항 1에 있어서
   상기 원통형 스컴 콜렉터(10)를 회전이 가능하도록 구동하는 구동부(52);
   침전조(T)의 수면을 측정하는 수위센서(55); 및
   상기 수위센서(55)가 측정한 수면을 기준으로 상기 원통형 스컴 콜렉터(10)를 회전시켜 스컴 블레이드(30)의 상단부가 침전조(T)의 수면보다 낮게 위치하도록 상기 구동부(52)를 제어하는 제어부(50);를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 스컴제거장치(100).
   

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